Koolstofstaal verwijst naar koolstofstaal met een w(C) hoger dan 0,6%, dat een grotere neiging heeft om uit te harden dan staal met middelmatig koolstofgehalte, en martensiet met een hoog koolstofgehalte vormt, dat gevoeliger is voor de vorming van koude scheuren.Tegelijkertijd is de martensietstructuur gevormd in de door hitte beïnvloede laszone hard en bros, wat leidt tot een grote afname van de plasticiteit en taaiheid van de verbinding.Daarom is de lasbaarheid van staal met een hoog koolstofgehalte vrij slecht en moet een speciaal lasproces worden toegepast om de prestaties van de verbinding te garanderen..Daarom wordt het over het algemeen zelden gebruikt in gelaste constructies.Koolstofstaal wordt vooral gebruikt voor machineonderdelen die een hoge hardheid en slijtvastheid vereisen, zoals assen, grote tandwielen en koppelingen.Om staal te besparen en de verwerkingstechnologie te vereenvoudigen, worden deze machineonderdelen vaak gecombineerd met lasconstructies.Het lassen van onderdelen van koolstofstaal komt ook voor in de zware machinebouw.Bij het formuleren van het lasproces van laswerk van koolstofstaal moeten alle soorten lasfouten die kunnen optreden uitgebreid worden geanalyseerd en moeten overeenkomstige lasprocesmaatregelen worden genomen.
1. Lasbaarheid van koolstofstaal
1.1 Lasmethode
Hoog koolstofstaal wordt voornamelijk gebruikt in constructies met een hoge hardheid en hoge slijtvastheid, dus de belangrijkste lasmethoden zijn elektrodebooglassen, hardsolderen en ondergedompeld booglassen.
1.2 Lasmaterialen
Voor het lassen van staal met een hoog koolstofgehalte is doorgaans niet dezelfde sterkte tussen de verbinding en het basismetaal vereist.Elektroden met een laag waterstofgehalte met een sterk ontzwavelingsvermogen, een laag diffundeerbaar waterstofgehalte van afgezet metaal en een goede taaiheid worden over het algemeen geselecteerd voor elektrodebooglassen.Wanneer de sterkte van het lasmetaal en het basismetaal vereist is, moet een waterstofarme elektrode van het overeenkomstige niveau worden geselecteerd;wanneer de sterkte van het lasmetaal en het basismetaal niet vereist is, moet een waterstofarme elektrode met een sterkteniveau lager dan dat van het basismetaal worden gekozen.Een elektrode met een hoger sterkteniveau dan het basismetaal kan niet worden geselecteerd.Als het basismetaal tijdens het lassen niet mag worden voorverwarmd, kunnen, om koude scheuren in de door hitte beïnvloede zone te voorkomen, austenitische roestvrijstalen elektroden worden gebruikt om een austenietstructuur met goede plasticiteit en sterke scheurweerstand te verkrijgen.
1.3 Groefvoorbereiding
Om de massafractie van koolstof in het lasmetaal te beperken, moet de smeltverhouding worden verminderd. Daarom worden bij het lassen over het algemeen U-vormige of V-vormige groeven gebruikt. Er moet op worden gelet dat de groef en de olievlekken worden gereinigd en verwijderd. roest binnen 20 mm aan beide zijden van de groef.
1.4 Voorverwarmen
Bij het lassen met structurele stalen elektroden moet deze vóór het lassen worden voorverwarmd en moet de voorverwarmingstemperatuur worden geregeld tussen 250°C en 350°C.
1.5 Tussenlaagverwerking
Voor meerlaags multi-pass-lassen wordt bij de eerste pass gebruik gemaakt van elektroden met een kleine diameter en lassen met lage stroomsterkte.Over het algemeen wordt het werkstuk semi-verticaal gelast of wordt de lasstaaf gebruikt om zijdelings te zwaaien, zodat de gehele door warmte beïnvloede zone van het basismetaal in korte tijd wordt verwarmd om voorverwarm- en warmtebehoudseffecten te verkrijgen.
1.6 Warmtebehandeling na het lassen
Onmiddellijk na het lassen wordt het werkstuk in de verwarmingsoven geplaatst en wordt de hitte behouden bij 650°C voor spanningsvrij gloeien.
2. Lasfouten van koolstofstaal en preventieve maatregelen
Vanwege de hoge neiging tot verharding van staal met een hoog koolstofgehalte kunnen tijdens het lassen hete en koude scheuren ontstaan.
2.1 Preventieve maatregelen tegen thermische scheuren
1) Controleer de chemische samenstelling van de las, controleer strikt het gehalte aan zwavel en fosfor en verhoog op passende wijze het mangaangehalte om de lasstructuur te verbeteren en segregatie te verminderen.
2) Controleer de vorm van de dwarsdoorsnede van de las en de verhouding tussen breedte en diepte moet iets groter zijn om segregatie in het midden van de las te voorkomen.
3) Voor lassen met een hoge stijfheid moeten de juiste lasparameters, de juiste lasvolgorde en -richting worden geselecteerd.
4) Neem indien nodig maatregelen voor voorverwarmen en langzaam afkoelen om het optreden van thermische scheuren te voorkomen.
5) Verhoog de alkaliteit van de elektrode of het vloeimiddel om het onzuiverheidsgehalte in de las te verminderen en de mate van segregatie te verbeteren.
2.2 Preventieve maatregelen tegen koude scheuren.
1) Voorverwarmen vóór het lassen en langzaam afkoelen na het lassen kan niet alleen de hardheid en broosheid van de door hitte beïnvloede zone verminderen, maar ook de uitgaande diffusie van waterstof in de las versnellen.
2) Selecteer de juiste lasmaatregelen.
3) Pas de juiste montage- en lasvolgorde toe om de spanning van lasverbindingen te verminderen en de spanningstoestand van lasverbindingen te verbeteren.
3. Conclusie
Vanwege het hoge koolstofgehalte, de hoge hardbaarheid en de slechte lasbaarheid van staal met een hoog koolstofgehalte, is het gemakkelijk om tijdens het lassen een martensitische structuur met een hoog koolstofgehalte te produceren en is het gemakkelijk om lasscheuren te veroorzaken.Daarom moet bij het lassen van koolstofstaal het lasproces redelijkerwijs worden gekozen.En neem tijdig de juiste maatregelen om het optreden van lasscheuren te verminderen en de prestaties van lasverbindingen te verbeteren.
Posttijd: 18 juli 2023